1绪论钢轨

一、轨道组成第二讲钢轨二、钢轨轨道是由钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及防爬设备组成。一、轨道组成钢轨轨枕道床防爬设备联结零件道岔（见下页）各部分作用：1钢轨引导机车车辆前进，承受并传递车轮压力，兼做轨道电路（电气化铁路或自动闭塞区间）。2轨枕轨枕承受钢轨的压力并传布于道床，有效地保持轨道的几何形位。3联结零件（联结钢轨与钢轨或钢轨与轨枕的零件）有效地保证钢轨与钢轨、钢轨与轨枕间的可靠联结，尽可能保持钢轨的连续性与整体性。阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下，充分发挥缓冲减振性能，延缓线路残余变形的积累。4防爬设备有效地防止钢轨与轨枕之间发生纵向的相对移动，防止钢轨爬行。5道床轨枕基础，增加轨道的弹性和纵横向移动的阻力，并便于排水和校正轨道的平面和纵断面。6道岔使机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道。二、钢轨1类型钢轨类型以每米大致质量kg数表示。我国主要有75、60、50、43、38kg/m共五种。主型轨：60、50kg/m应与正线轨道类型相区别，正线轨道类型有：特重型、重型、次重型、中型、轻型共五种。2断面设计原则①轨头宜肥而大，应具有和车轮踏面相适应的外形。②轨腰应有足够的厚度和高度。③轨底应有足够的宽度和厚度，并具有必要的刚度和抵抗锈蚀的能力。④轨身高与轨底宽之间应有适当的比例，轨高与轨底宽之比一般为1.15～1.20。有Fe、C、Mn、Si、P、S等元素。3材质及机械性能1）钢轨钢的化学成分主要取决于钢轨的化学性能、物理力学性能、金属组织及热处理工艺。2）机械性能①重型化随着高速、重载运输的要求，钢轨正向重型化发展，目前世界上最重型的钢轨已达到77.5kg/m。我国线路上逐步铺设75kg/m钢轨。3）钢轨的发展趋势②强韧化在轮载和温度力的作用下，钢轨产生复杂的变形：压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃、磨耗等。为使列车能够安全、平稳和不间断地运行，钢轨必须保证在轮载和轨温变化作用下，应力和变形均不超过规定的限值。这就要求钢轨具有足够的强度、韧性和耐磨性能。③纯净化（材质）淬火轨对材质纯净度的要求比普通钢轨更高，如果不提高钢轨的纯净度，钢轨重型化及强韧化的优势也不能更好地发挥，因此材质纯净化是重型化和强韧化的基础。例如钢轨中非金属夹杂、钢轨金属薄弱区的存在等，都是钢轨产生疲劳伤损的根源，以这些疲劳源为中心形成核伤，对行车安全构成威胁。钢轨重型化、强韧化和纯净化应当有机地统一，才能获得最佳综合技术经济效益。①标准轨长度：12.5ｍ、25ｍ和新出厂的50m和100m轨。其中，50m和100m钢轨用于铺设无缝线路。②缩短轨对应于12.5ｍ标准轨：12.46m、12.42m、12.38ｍ。对应于25ｍ标准轨：24.96m、24.92m、24.84ｍ。4钢轨长度及轨缝1）钢轨长度①预留轨缝：铺轨施工时预留的轨缝称为预留轨缝。（实际取值）构造轨缝：指受钢轨、接头夹板及螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大缝隙值。（体现为能力）2）轨缝001()2zgaLttaα②预留轨缝的计算普通线路预留轨缝计算公式限制钢轨伸缩量—接头阻力和基础阻力—　　　（℃）α允许铺轨年轨温差　　CLCaTg212.5m钢轨在任何地区都能铺设，25m长钢轨的允许铺设地区应满足(冬天螺栓不受剪，夏天轨缝不顶严)3）允许铺轨温度范围对于60kg/m钢轨以下的25m长的普通线路，ag=18mm，应当在（tZ－30℃）～（tZ＋30℃）范围内铺设或调整轨缝。22goszgoxzattLattL允许铺轨轨温上限α允许铺轨轨温下限α对于25m钢轨，[ΔT]＝101.7℃。允许铺轨上下限：5钢轨伤损定义：钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生裂纹、折断、磨耗及其它影响和限制钢轨使用性能的病害。1）钢轨磨耗①侧面磨耗(主要发生在小半径曲线的外轨）钢轨超常的侧面磨耗遍及全路各主要干线。京沪线泰安段，京广线广水段、韶关段，陇海线三门峡段等，铺设在曲线上股的新轨少则10个月，多则15～21个月，就因磨耗超限而被迫更换，其它干线上钢轨侧磨的现象也很，特别是运煤干线，磨耗速率更大。不少工务段迫于维修轨不足，往往采取调边使用的措施以解燃煤之急。减少侧磨的途径：i)采用耐磨轨，如高硅轨，淬火轨等。ii)加强曲线养护，设置合理超高、轨距，保持良好的轨底坡和方向，增加线路的弹性。减少15％的曲线超高量、轨距减少2mm、把曲线里股轨底坡调成1/20，外轨仍保持1/40等调整线路参数措施都可减缓曲线钢轨磨耗。但这些措施须与保持曲线圆顺和加强轨道维修配合进行，方能起到应有的作用。iii)曲线涂油。包括车上涂油和地面涂油两种。a轮轨适量润滑对减轻磨耗有明显效果，但轮轨润滑并不是万能的。它的效果只能通过采用优质钢轨才能充分发挥，即使在轮轨极好的润滑条件下，普通碳素轨也难以得到令人满意的效果，我国多年来坚持钢轨涂油工作但效果并不明显就充分说明了这一点。试验表明：b轮轨具有一定的磨耗速率是正常现象，否则钢轨的疲劳伤损将成为突出矛盾。据日本铁路的研究，钢轨涂油后接触疲劳伤损剧增，容易发生钢轨剥离。应有控制地进行轮对润滑，即35d进行一次轮对润滑，然后15d不润滑，使钢轨磨耗量保持在1.5mm/亿t通过总重的水平。②波浪形磨耗（实质上是波浪压溃）3080mmmmm波长～:发生在大半径曲线或直线上波形磨耗波长80～600:最长达2，多发生在曲线上，在以货运为主的线路上，以波浪形磨耗为主。在主要运煤干线，波浪磨耗成为钢轨使用寿命的控制因素。以石太线为例，R≤300m的曲线上股钢轨，只铺用10～12个月就因波磨而报废。一般是正常的。随着总重的增加而增大，在曲线上由于超高设置不当而引起。③垂直磨耗轨头核伤是最危险的一种伤损形式，会在列车作用下突然断裂，严重影响行车安全。形成的内因：钢轨内部材质的缺陷。形成的外因：外部荷载的作用。2）轨头核伤第一阶段：钢轨踏面外形的变化第二阶段：轨头表面金属的破坏第一阶段：轨头接触疲劳的形成形成过程：①提高钢轨材质，防止出现气孔及夹碴等不良现象。钢轨只有向重型化、强韧化、纯净化发展，才是解决钢轨伤损问题的根本途径。②改善线路质量，提高弹性，减少动力冲击。减缓伤损措施：2）轨腰螺栓孔裂纹原因：钻孔削弱钢轨断面，并产生较高局部应力，列车冲击。本讲完，谢谢大家！